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光栅尺工作原理

常见光栅的工作原理都是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。图4-9是其工作原理图。当使指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度 来放置两光栅尺时，必然会造成两光栅尺上的线纹互相交叉。在光源的照射下，交叉点近旁的小区域内由于黑色线纹重叠，因而遮光面积1小，挡光效应弱，光的累积作用使得这个区域出现亮带。相反，距交叉点较远的区域，因两光栅尺不透明的黑色线纹的重叠部分变得越来越少，不透明区域面积逐渐变大，即遮光面积逐渐变大，使得挡光效应变强，光栅尺，只有较少的光线能通过这个区域透过光栅，使这个区域出现暗带。这些与光栅线纹几乎垂直，相间出现的亮、暗带就是莫尔条纹。莫尔条纹具有以下性质：

(1) 当用平行光束照射光栅时，透过莫尔条纹的光强度分布近似于余弦函数。

(2) 若用W表示莫尔条纹的宽度，d表示光栅的栅距，θ表示两光栅尺线纹的夹角，则它们之间的几何关系为W=d／sin当 角很小时，上式可近似写W=d／θ

若取d=0.01mm，θ=0.01rad，则由上式可得W=1mm。这说明，无需复杂的光学系统和电子系统，利用光的干涉现象，就能把光栅的栅距转换成放大100倍的莫尔条纹的宽度。这种放大作用是光栅的一个重要特点。

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光栅尺的安装与调试应注意哪些因素

　　1、安装母体的考虑

　　在坐标测量机上，安装光栅尺的基体有多种，可是铝、钢、花岗石，当光栅用多个螺丝钉紧固的方式或直接粘结的方式与基体结合后，其热膨胀系数既不是光栅尺的膨胀系数，也不是基体的膨胀系数，而是经过实验才能确定的介于两者之间的热膨胀系数，这给从三坐标测量仪的温度补偿带来了困难。现在比较好的解决方法是用装在滑轨内的光栅尺，与三坐标测量仪基体只有一点固定，因而可按照光栅尺供应商给定的热膨胀系数自由膨胀，随之也可较好的给出温度补偿。

　　2、防尘的考虑（安装方向）

　　光栅尺与读数头虽有见习，但仍要力争光栅尺上不易积上灰尘，以免划伤或信号太弱，例如光栅尺面尽量不要朝上。

　　在灰尘很大的地方可考虑应用封闭式光栅。

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